Разработка поршневого оппозитного компрессора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

Раздел 1. Выбор способа, технологии и оборудования для выполнения процесса и операций при получении целевого продукта

Раздел 2. Описание моделей, технологии, средств контроля и автоматического управления

2.1 Технологический расчет

2.1.1 Выбор числа ступеней поршневого компрессора

2.1.2 Расчет цикла холодильной машины

2.1.3 Технологический расчет компрессора

2.1.4 Расчет газового тракта в поршневом компрессоре

2.1.5 Динамический расчет поршневого компрессора

2.1.6 Уравновешивание компрессора

2.1.6.1 Уравновешивание вращающихся масс

2.1.6.2 Уравновешивание поступательно движущихся масс

2.1.7 Выбор вспомогательного оборудования

2.2 Обоснование выбора конструкционных материалов

2.2.1 Расчет стержня шатуна

2.2.2 Расчет гильзы цилиндра

2.3 Прочностные расчеты

2.4 Показатели эффективности и цели управления

2.5 Регулируемые параметры

2.6 Контролируемые параметры

2.7 Сигнализируемые параметры

Раздел 3. Оценка надежности. Диагностика, техническое обслуживание

3.1 Диагностика

3.2 Техническое облуживание и ремонт

Раздел 4. Обеспечение жизнедеятельности

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

4.2 Техника безопасности при проведении технологического процесса и эксплуатации оборудования

4.3 Техника безопасности при проведении ремонтных работ

Выводы

Список использованной литературы



Введение

Химическая промышленность - одна из ведущих отраслей тяжелой индустрии - является научно-технической и материальной базой химизации народного хозяйства и играет исключительно важную роль в развитии производительных сил, укреплению обороноспособности государства и в обеспечении жизненных потребностей общества. Она объединяет целый комплекс отраслей производства, в которых преобладают химические методы переработки предметов овеществленного труда (сырья, материалов).

Химизация народного хозяйства - один из решающих рычагов повышения эффективности производства и качества работы во всех сферах деятельности человека.

Компрессор [< лат. compressus - сжимание] - машина для сжатия воздуха, газов, паров. Сжатие газа происходит в результате уменьшения объема, в котором заключен газ, при возвратно-поступательном движении поршня. [5], [6]

Компрессор предназначен для перемещения газа из области низкого давления в область высокого давления. В поршневом компрессоре достигается всасыванием, сжатием и нагнетанием газа. Совокупность этих процессов, повторяющихся при каждом обороте вала, составляет цикл компрессора. Разумеется, цикл компрессора не является круговым процессом в термодинамическом смысле, так как количество газа в нем переменно.

Транспортирование и переработка природного газа, производство искусственных удобрений, получение пластических масс - далеко неполный перечень отраслей промышленности, где широко применяются поршневые компрессоры, в том числе самые крупные. Большое число поршневых компрессоров требуется также для пневматических и холодильных установок, действующих на различных предприятиях страны и на транспорте.

Интенсивное развитие всех отраслей народного хозяйства, осуществляемое по решению правительства, потребовало расширения производства компрессоров многих типов и назначений. Компрессоростроение является крупной отраслью энергетического машиностроения. В последние годы построен и реконструирован ряд крупнейших специализированных компрессоростроительных заводов, организовано централизованное производство наиболее ответственных узлов поршневых компрессоров, что создало конкретные предпосылки для систематического совершенствования выпускаемых машин. Основным типом крупных компрессоров стал оппозитный.

Проектирование поршневых компрессоров является самостоятельной отраслью инженерного труда. Такая специализация явилась следствием значительного увеличения объема проектных работ. Современные условия требуют использование при проектировании поршневых компрессоров ЭВМ, потому что при этом значительно сокращается время расчета, появляется возможность получить гораздо больший объем информации при наличии эффекта визуализации результатов, позволяет добиться сокращения расходов при проектировании за счет оптимизации конструкции деталей а, следовательно, снижения их стоимости, уменьшения сложности расчетов, и уменьшения количества ошибок.



Раздел 1. Выбор способа, технологии и оборудования для выполнения процесса и операций при получении целевого продукта

Поршневые компрессоры объемного действия, подающие газ из пространства низкого давления в пространство более высокого давления путем периодически повторяющихся увеличений объема рабочей полости цилиндра. При увеличении объема рабочая полость сообщается со всасывающим трубопроводом или непосредственно с атмосферой и производит всасывание газа. При уменьшении объема замкнутый в ней газ подвергается сжатию и затем вытесняется в нагнетательный трубопровод.

К классу поршневых относятся компрессоры, у которых поршень совершает внутри цилиндра возвратно-поступательное движение, а также все разновидности ротационных компрессоров с поршнем, вращающимся в цилиндре.

Кроме собственно компрессора с приводом в компрессорную установку входят также: межступенчатая и концевая теплообменная аппаратура, влаго- и маслоотделители, трубопроводы, обвязки ступеней, а также средства контроля, защиты и автоматики. Компрессоры могут быть стационарными и передвижными, а в зависимости от компрессируемой среды: воздушными, газовыми и холодильными.

Рассмотрим устройство поршневого компрессора рисунок 1.1. [5, с. 163]

Рисунок 1.1. Поршневой компрессор

Корпус компрессора состоит из двух основных частей: рамы 1 и цилиндра 2, соединенных болтами. К фундаменту крепиться только рама; к цилиндру должен быть обеспечен свободный доступ.

К раме крепятся подшипники, в которых вращается вал компрессора 3, и направляющие, по которым перемещается ползун 5. В нижней части рамы имеется резервуар для масла.

В цилиндре компрессора движется поршень 7. К цилиндру крепятся клапанные коробки 10; в нижней коробке расположены всасывающие клапаны, в верхней - нагнетательные 9. Кроме того, в рассматриваемой конструкции к цилиндру крепятся добавочные емкости 13, полости которых сообщаются с полостью цилиндра, если открыты вентили 14.

Передача движения от вала к поршню осуществляется посредством кривошипа, шатуна 4, ползуна 5 и штока 6. Уплотнение штока производится сальником 11.

Диаметр поршня несколько меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. Уплотнение поршня осуществляется тремя разрезными кольцами 8, надетыми на поршень. Такая конструкция чрезвычайно удобна: резко сокращается величина поверхностей соприкосновения цилиндра и поршня, в случае же износа смена колец не вызывает затруднений (и дешевле, чем смена поршня).

Для уменьшения трения поршневых колец о стенки цилиндра внутрь цилиндра подается масло. Кроме того, масло (по системе трубок 12) подается к сальнику, ползуну, шарнирным соединениям и, разумеется, подшипникам.

Конструкция клапанов и клапанных коробок предусматривает возможность легкого и быстрого осмотра клапанов и в случае необходимости их замены. Как правило, клапаны являются наиболее легко повреждаемыми и наименее долговечными деталями.

При движении поршня воздух (или газ) поступает через всасывающие клапаны (расположенные в нижней клапанной коробке) попеременно то в левую, то в правую полость цилиндра, сжимается в этих полостях и подается через нагнетательные клапаны (расположенные в верхней клапанной коробке) в напорную линию. [11]

По конструкции поршневые компрессоры разделяют на две группы, имеющие принципиальные отличия: крейцкопфные и бескрейцкопфные. Крейцкопфные компрессоры всегда имеют внешний привод и цилиндры двойного действия, что позволяет вдвое увеличить производительность, при тех же рабочих объемах, несмотря на небольшие усложнения конструкции. Еще одно из значительных преимуществ по отношению к другим типам конструкций - оппозитное расположение цилиндров, то есть по обе стороны коленчатого вала. Благодаря встречному расположению цилиндров можно полностью уравновесить силы инерции.

Поршневые компрессоры обладают следующими преимуществами перед компрессорами других типов:

? значения энергетического КПД при небольших удельных массах и габаритах более высокие;

? технология производства хорошо освоена;

? трудоемкость изготовления меньше, чем у компрессоров других типов;

? удобное соединение электродвигателя с конечным валом;

? поршневые компрессоры способны работать с более высоким отношением давлений при сжатии в одной ступени;

? благодаря сравнительно слабому влиянию режима работы на характеристики можно использовать один и тот же компрессор для работы на разных холодильных агентах;

? возможность выполнения компрессора много цилиндровым с цилиндрами небольшого диаметра облегчит решение задачи, связанной с уменьшением гидравлических потерь в клапанах.

Одно из предприятий нашего города, в работе которого используются поршневые компрессоры является ОАО «Сибур-Волжский», который с 1 декабря 2005 года входит в состав ОАО «СИБУР-Холдинг». [9]

В настоящее время предприятие производит следующие виды продукции:

? кордная капроновая ткань, применяемая в шинной промышленности в качестве каркаса для покрышек пневматических шин для автомашин и сельхозмашин;

? технические полиамидные нити, применяемые при изготовлении технических тканей, канатов, упаковочных тканей, сетеснастных изделий для рыбной промышленности;

? текстурированные полиамидные нити, используемые для изготовления колготок, чулочно-носочных изделий, трикотажа. [9]

В настоящее время около 90% выпускаемых кордных нитей используется для производства кордных тканей, основными потребителями которых являются шинные заводы. 10% нитей используется для производства тех. изделий на сетевязальных фабриках. [9]

Технология получения данных нитей предусматривает строгое соблюдение климатических условий, основным из которых является постоянная температура воздуха, что обеспечивается подачей охлажденной воды до определенной температуры и отведением тепла с технологических участков и оборудования.

Для выполнения этих задач на ОАО «Сибур-Волжский» существует аммиачная холодильно-компрессорная станция (АХКС-1). Возникла необходимость увеличения мощностей для получения охлажденной оборотной воды, результатом чего явилась разработка данного проекта для получения 3,5 млн.т охлажденной воды в год до температуры +3°С (участок АХКС-2).

Основным оборудованием участка являются 3 аммиачных компрессора АО-1200, один из которых является резервным. Данные мощности обеспечивают поддержание заданного технологического режима в химическом, прядильном цехах и производстве нити полиамидной текстурированной, что влияет на качество выпускаемой продукции.

Патентная проработка

В проектируемом компрессоре предлагается усовершенствовать систему охлаждения, за счет использования антифрикционные, противоизносные и противозадирные присадки к маслам (дитиофосфаты цинка, сульфиды НАКС, ОТП). Эти присадки вводятся в смазочные масла для снижения трения и предотвращения различных видов изнашивания соединении [6, с.22]. Это помогает увеличить межремонтные сроки машин и механизмов и продлит срок службы. Кроме того, в процессе работы машины снижается шум [7, с. 142].

По химическому составу присадки представляют собой производные различных органических соединений алкилфенолов, аминов, дитиофосфорных, дитиокарбаминовых кислот и некоторых других веществ [6, с. 20]. Действие этих присадок объясняется образованием на смазываемых металлических поверхностях тонких слоев, с ориентируемыми молекулами масла. В таком ориентированном слое масло имеет более высокое значение вязкости, повышенную способность сопротивляться нагрузкам и не допускать непосредственного контакта трущихся поверхностей даже при высоких удельных нагрузках. На смазываемой поверхности происходит химическая реакция между активными веществами присадок и металлом. При этом на металле образуются пленки, препятствующие износу и задирам, благодаря своему расклинивающему действию в местах соприкосновения трущихся поверхностей.

Присадки, содержащие фосфор и серу, образуют на поверхности металлов пленки фосфидов и сульфидов железа, которые в местах точечного контакта и при повышении давления и температуры могут расплавляться, что приводит к выравниванию, «полированию» поверхности.

Присадки должны обладать следующими свойствами:

? хорошо растворяться в маслах в любых концентрациях и не вымываться водой из масел;

? иметь малую летучесть, чтобы не испаряться из масел в процессе работы;

? предотвращать сваривание трущихся поверхностей при высоких нагрузках;

? быть достаточно химически и термически устойчивыми;

? не вступать в реакцию с другими присадками, а также не ухудшать физико-химические свойства базового масла.

Стоимость присадок выше, чем у базовых масел, поэтому их излишнее количество невыгодно. Поэтому для каждой присадки устанавливаются оптимальные концентрации[7, с. 142]. Обычно их вводят от долей до нескольких процентов (в композициях их общая доля может доходить до 15 %) [6, с. 20].

Помимо присадок предлагается использовать в проектируемом компрессоре - герметик марки АНАТЕРМ - 8К ТУ 6-01-2-726-84.

Он обеспечит более надежное уплотнение крышек компрессора и корпуса и исключит протекание масла, порой случающиеся из-за разрыва уплотнительной прокладки над крышкой.

Кроме того, использование герметика облегчит обслуживание компрессорного агрегата (отпадет необходимость вырезать прокладки под крышки). АНЕТЕКМ-8К представляет собой вязкую жидкость зеленого цвета. Заполняемый зазор - 0,5 мм.

Вязкость в жидком составе (15-30) 10 Мпа. Используют при температуре от -60 до 150° С. При попадании в узкие щели, вследствие отсутствия кислорода воздуха и контактами с поверхностями металлов, происходит полимеризация - отвердение состава. В результате чего образуется материал с хорошими свойствами уплотнителя, стойкий к воздействию химически агрессивных сред (вода, масел и вибраций). Время отвердения герметика - от 6 часов (с активаторами) до 18 часов [9, с.99].

В узле соединения шатуна и крейцкопфа предлагается использовать подшипник роликовый радиальный игольчатый ГОСТ 4657-82. По сравнению со втулкой он обладает рядом преимуществ:

? снижение шумовых характеристик узла;

? снижение сил трения;

? улучшение доступа смазки в узел;

? продление межремонтных сроков службы узла.

Вышеизложенные предложения, несомненно, вызовут экономический эффект, после внедрения их в производство.

Во всех типах поршневых компрессоров применяется компрессорное масло той или иной марки, указанное в документации.

Масло считается непригодным для дальнейшей работы, если:

? Вязкость его на 25% выше нормальной;

? Кислотность (по КОН) более 1,5 мг;

? Зольность более 0,06 процентов;

? Механических примесей более 0,02 процента;

? Наличие водорастворимых кислот и щелочей.

При наличии в масле 2,5 процента воды и более применять его не разрешается. Если в масле содержатся песок и абразивная пыль, то его нужно заменить.

Для соблюдения условий нормального смазывания компрессоров и сохранения масел в хорошем состоянии необходимо:

? При эксплуатации и хранении масел следить за тем, чтобы не смешивались различные сорта масел;

? Поступающее масло подвергать лабораторному анализу;

? Своевременно производить замену масла в картере компрессора, не допускать загрязнения масла и потери им требуемых качеств;

? Соблюдать нормы смазывания, установленные заводом изготовителем или во время испытания компрессоров;

? Заливку масла в расходные баки и смазочные насосы производить только через фильтры;

? Смазывание цилиндров компрессоров производить только свежим маслом, фильтрованные отработанные масла для этой цели не применять;

? Применение иных масел, в том числе моторных, недопустимо.

Для увеличения межремонтного цикла оборудования, и меньшего износа трущихся частей проведем сравнение индустриальных масел. Сравним И-50А, ХА-30, К-12, КП-8С, Texaco Compressor Oil ЕР VDL-68.

Таблица 1.1 - Характеристики масел

Масла	И-50А:	ХА-30	К-12	КП-8С	Texaco Compressor Oil ЕР VDL- 68
1	2	3	4	5	6
Плотность при 20 °С	910 кг/мЗ	895 кг/мЗ		885 кг/мЗ	883 кг/мЗ
Вязкость кинематическая, при 40 с,	90-110 мм /с	150	11-14 при 100 С	41,4-50,6	68
Кислотное число не более	0,05 мг КОН/г	0,05 мг КОН/г		0,05 мг КОН/г	0,053 мг КОН/г 0.
Температура вспышки в открытом тигле	не ниже 225(215)С	185	216	200	220
Температура застывания	не выше -15	не выше -38	не выше - 14	не выше -15	не выше -27
Цвет не более, ед. ЦНТ	4,5(6,5)	-		2,5	<1.5
Стабильность против окисления: приращение кислотного числа	не более 0,4мг КОН/г	0,5	0.15	0,2	0.1
Стабильность против окисления: приращение смол	не более 3,0%	не более 3,0%	не более 3,0%	не более 2,0%	не более 1,0%

Таблица 1.2 - Отличие синтетического масла от минерального

Отличительные особенности синтетического базового масла	Свойства	Преимущества
Более высокий индекс вязкости	Оптимальная толщина масляной пленки как при низких, так и при высоких температурах	Снижение износа деталей двигателя, особенно в условиях экстремальных температур
Низкотемпературные эксплуатационные характеристики	Сохранение текучести при пуске двигателя в условиях экстремально низких температур	Максимально быстрое поступление масла к важным частям двигателя; снижение износа при пуске
Низкая испаряемость	Минимальный расход масла	Экономия на доливках масла
Низкий коэффициент трения	Более равномерная молекулярная структура синтетического масла; снижение внутреннего коэффициента трения	Повышение эффективности работы двигателя, снижение температуры масла
Усиленные термоокислительные свойства	Замедление процесса старения масла при контакте с молекулами кислорода	Стабильные вязкостно- температурные характеристики; минимальное образование отложений и нагара

Проанализировав масла, я пришел к выводу, что масло Texaco Compressor Oil ЕР VDL-100 помогает значительно снизить нагревание компрессора, а так же увеличить и продлить срок службы межремонтного срока машин и механизмов. Кроме того, в процессе работы машины снижается шум. Обеспечивает стойкость к окислению, защиту от коррозии и исключительные противозадирные характеристики. Низкая склонность к образованию отложений на поршнях и клапанах при высоких температурах (до 220 °С) сводит к минимуму риск возгорания при эксплуатации. Обеспечивает ровную и экономичную работу компрессора, особенно в жестких условиях.



Раздел 2. Описание моделей, технологии, средств контроля и автоматического управления

Системы контроля, автоматического и дистанционного управления, системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) должны обеспечивать заданную точность поддержания технологических параметров, надежность и безопасность эксплуатации холодильных систем.

Аммиачные компрессоры должны быть оснащены приборами противоаварийной автоматической защиты по следующим параметрам:

? по верхнему предельно-допустимому значению давления нагнетания;

? по верхней предельно-допустимой температуре нагнетания; по низшей предельно-допустимой разности давлений в системе смазки;

? по верхнему предельно-допустимому уровню жидкого аммиака в аппарате или сосуде, из которого отсасываются пары аммиака;

? по верхнему предельно-допустимому уровню жидкого аммиака в промежуточном сосуде (между ступенями компрессора).

Для защиты от превышения давления должны предусматривать штатные реле давления, воздействующие на остановку приводных электродвигателей или обеспечивающие операции, ограничивающие рост давления, но не исключающие необходимость монтажа на оборудовании предохранительных устройств (пружинные предохранительные клапаны, разрушающиеся в сторону выброса мембраны). [1]

Описание технологического процесса [10]

Движение жидкого аммиака происходит за счет разницы давления, создаваемого поршневым компрессором АО-1200. Жидкий аммиак из ресивера 5РВ подается по жидкостному коллектору диаметром 150 мм к узлам подачи жидкого аммиака на испарители типа ИКТ-300.

На каждом узле подачи последовательно смонтировано следующее оборудование:

? сетчатый фильтр марки 40Ф для очистки жидкого аммиака от механических примесей;

? соленоидный вентиль марки СВА-40 для автоматического прекращения подачи жидкого аммиака в испарители, в случае повышения уровня выше 80%; поршневой компрессор установка

? регулирующий клапан для автоматического регулирования уровня жидкого аммиака в испарителях.

Параллельно регулирующему клапану смонтирован регулирующий вентиль для ручного регулирования уровня жидкого аммиака в испарителях. На узлах подачи смонтирована запорная арматура для отключения всего узла подачи или регулирующего клапана. Проходя через регулирующий клапан, жидкий аммиак дросселируется, в результате чего давление конденсации снижается до давления кипения.

Жидкий аммиак с давлением, соответствующим каждому режиму, поступает в межтрубное пространство испарителей ИКТ-300 и во внутренние каналы панелей испарителей ИП-320, где он интенсивно кипит за счет тепла, отобранного у теплоносителя, циркулирующего в трубном пространстве испарителей ИКТ-300 и между панелей испарителей ИП- 320.

Пары аммиака, образующиеся в результате его кипения в испарителях, поступают на всасывающую магистраль поршневых компрессоров АО-1200, проходя последовательно:

? отделитель жидкости типа ОЖГ-200, в котором происходит отделение капель жидкого аммиака, уносимого вместе с газообразным аммиаком. Капли аммиака, попадающие в отделитель жидкости ОЖГ-200, самотеком сливаются в испарители ИП-320 и ИКТ-300;

? всасывающий коллектор диаметром 300 мм;

? грязеуловитель типа Г-200, в котором происходит отделение газообразного аммиака от механических примесей.

Общий всасывающий коллектор диаметром 300 мм разделен посредством 4-х вентилей ДУ-300 на 5 секций. Наличие вентилей позволяет разделять режимы 3°С и минус 13°С и работать компрессором АО-1200 в летний период как по режиму минус 13°С, так и по режиму 3°С.

Газообразный аммиак сжимается до давления нагнетания компрессора АО-1200 и поступает в конденсаторы типа КТГ-300, проходя последовательно:

? маслоотделители типа ОММ-200, которые служат для отделения капель масла от газообразного аммиака;

? обратный клапан, выполняющий предохранительную функцию и предотвращающий попадание газообразного аммиака в машинный зал АХКС № 2 из нагнетательного коллектора диаметром 300 мм при разрыве цилиндра компрессора АО-1200;

Через нагнетательный коллектор, газообразный аммиак поступает в межтрубное пространство конденсаторов КТГ-300, по трубному пространству которых циркулирует охлажденная оборотная вода.

Охлаждение оборотной воды осуществляется в градирнях. В результате охлаждения газообразного аммиака последний конденсируется, то есть переходит в сжиженное состояние, при постоянном давлении и самотеком сливается в линейные ресиверы типа 5РВ. Ресиверы 5РВ служат для хранения запаса жидкого аммиака и выполняют функцию гидрозатворов, то есть устраняют возможность попадания газообразного аммиака в испарители ИКТ-300 и ИП-320. Далее цикл движения аммиака по системе повторяется.

Для выполнения вспомогательных операций на АХКС смонтированы дренажные ресиверы типа 5РД, предназначенные для сбора и хранения жидкого аммиака, а также для аварийного слива аммиака из технологических аппаратов.

Дренажные ресиверы используют как промежуточные емкости при отсосе паров аммиака из аппаратов, выводимых в ремонт. Кроме того, дренажные ресиверы используются как отстойники при сливе масла из аммиачной системы.



2.3 Показатели эффективности и цели управления

Основными показателями эффективности работы холодильной установки АО-1200 являются температура охлаждающей воды и давление во всасывающей магистрали компрессора, что обеспечивает постоянное давление паров аммиака в процессе их движения по системе так, как этого требует технологический процесс. Вторым показателем эффективности процесса является производительность компрессора, третьим - материальные и экономические затраты на процесс.

2.4 Регулируемые параметры

В качестве основного регулируемого параметра выбран уровень. Регулирование уровня происходит в испарителе ИКТ-300. Для автоматического регулирования уровня аммиака в испарителях ИКТ-300 смонтированы уровнемеры, пневматический сигнал которых поступает на вторичный пневматический прибор, работающий в комплекте с регулятором. Пневматический сигнал регулятора управляет клапанами на линии подачи аммиака в испаритель. Прибор позволяет выдерживать параметр в двух режимах - «автоматический» и «дистанционный». Перевод с автоматического режима на дистанционный осуществляется нажатием клавиш «Р» и «Откл» на приборе. Вращением ручки задатчика осуществляется управление исполнительным механизмом. Необходимость регулирования уровня в этом технологическом аппарате объясняется тем, что при недостаточном значении этого параметра, то есть при низком уровне, будет недоохлаждение воды, что недопустимо в данном технологическом процессе.

На втором плане стоит регулирование такого параметра как давление во всасывающей магистрали компрессора. Регулирование осуществляется при помощи регулирующего клапана с электроприводом. Для автоматического регулирования давления испарения в испарителях ИКТ-300 смонтированы приборы с регулирующим блоком, которые обеспечивают управление пневмоклапанном после отделителей жидкости ОЖГ-200 и запись показаний на диаграмму. Приборы позволяют также производить дистанционное управление пневмоклапанном.

Перевод управления с автоматического на дистанционное осуществляется нажатием клавиш «Р» и «Откл» на приборе. Необходимость регулирования давления объясняется тем, что в процессе движения паров аммиака по системе, необходимо поддерживать постоянное давление, так как этого требует технологический процесс.

2.5 Контролируемые параметры

Контролируемым параметром является расход аммиака через испаритель ИКТ-300 и расход охлаждающей воды, подаваемой на цилиндры компрессора АО-1200 (поз. 1). Контроль первого параметра позволяет судить о ходе технологического процесса. Контроль расхода охлаждающей воды необходим для общего контроля системы охлаждения, при неправильной работе которой происходит еще больший износ деталей компрессора.

Также осуществляется контроль предельно допустимой концентрации аммиака в воздухе, для предотвращения отравления обслуживающего персонала. Наряду с вышеперечисленными параметрами, контролируется и такой параметр как давление, с помощью показывающих манометров, что позволяет визуально наблюдать за ходом технологического процесса.

2.6 Сигнализируемые параметры

На схеме все присутствующие параметры такие как: давление, уровень, концентрация, расход, температура подлежат сигнализированию. Сигнализирование осуществляется при помощи световой и звуковой сигнализации. Компрессор АО-1200 автоматически отключается с включением световой и звуковой сигнализации при отклонении следующих параметров:

? при максимальном давлении паров аммиака на нагнетании;

? при минимальном давлении паров аммиака на всасывании;

? при максимальной температуре паров аммиака на нагнетании;

? при минимальном давлении масла в системе смазки механизмов движения компрессора;

? при достижении верхнего уровня жидкого аммиака в ОЖГ-200;

? при сокращении протока охлаждающей воды на цилиндры компрессора.

Для выявления параметра, вызвавшего останов компрессора, введена фиксация сигнала по всем параметрам. Снятие фиксации сигнала осуществляется кнопками «КУ» и ключами «УП» компрессора, после выхода параметров в пределы нормы.

В щитовой КИПиА предусмотрена следующая звуковая и световая сигнализация:

? при достижении нижнего уровня аммиака в испарителях;

? при достижении верхнего уровня жидкого аммиака в испарителях с одновременным закрытием соленоидного вентиля на узле подачи;

? при достижении верхнего уровня этиленгликоля в баках хранения этиленгликоля и приготовления смеси этиленгликоля;

? при достижении верхнего уровня жидкого аммиака в рессиверах;

? при достижении низкого давления газообразного аммиака на всасывающем коллекторе испарителей ИКТ-300;

? при достижении низкого давления воздуха КИПиА;

? при сокращении расхода этиленгликоля через испарители ИКТ-300;

? при повышении концентрации паров аммиака в машинном зале включается световая сигнализация и звуковая в щитовой КИПиА и на входе в

? машинный зал с включением вытяжной вентсистемы № 10.

В щитовой КИПиА предусмотрена следующая световая технологическая сигнализация:

? при включении в работу компрессора АО-1200, насосов 6К-8, 200Д-60, вентсистем срабатывает световая сигнализация, контролирующая работу технологического оборудования.

Необходимость сигнализации перечисленных параметров объясняется тем, что при отклонении этих параметров от допустимых значений, могут возникнуть необратимые последствия, такие как: поломка технологического оборудования, нарушение технологического процесса, вследствие которого могут возникнуть несчастные случаи.



Раздел 3. Оценка надежности. Диагностика, техническое обслуживание

3.1 Диагностика

Визуальный осмотр труднодоступных зон промышленных установок, который является одним из видов метода, проводится с помощью эндоскопов.

Для количественной оценки технического состояния машины необходимо применение инструментальных методов диагностирования. В настоящее время определен комплекс параметров, которые характеризуют техническое состояние основных узлов и систем компрессорного оборудования.

Параметрическая диагностика (по термогазодинамическим параметрам) широко применяется при контроле состояния проточной части центробежных машин, цилиндро-поршневой группы и клапанов поршневых машин, негерметичность уплотнений и тому подобное. В качестве диагностических признаков используются параметры давления и температуры газа ступеней компрессора, его производительность, температура охлаждающей воды в холодильниках, рубашках цилиндров, ее расход, ток, потребляемый электродвигателем из сети и тому подобное [4, 6]. Результаты этих измерений представляются на регистрирующих устройствах центрального пульта управления цеха или на ЭВМ. В дополнение к этим параметрам могут измеряться температура подшипников, давление масла, уровень вибрации.

Практический опыт показал, что для контроля технического состояния узлов машинного оборудования и трубопроводов нагнетателей вибрационный метод является одним из наиболее информативных.

Он основан на использовании информации, содержащейся в колебательных процессах. При этом любой дефект какого-либо узла, который подвергается механическому воздействию со стороны движущихся частей или потока пульсирующего газа, характеризуется индивидуальным "вибрационным портретом".

3.2 Техническое облуживание и ремонт

В текущий ремонт поршневых компрессоров входит техническое обслуживание. Проверка крепления поршневых и выносных подшипников, противовесов, шпонок ротора электродвигателя, болтов, маховика.

Проверка стопорных устройств, соединения штока с крейцкопфом, пальца крейцкопфа, шатунных болтов, маховика. Проверка величины расхождения щек коленчатого вала, состояния текстронных ремней, технического состояния без разборки прямоточных, кольцевых и дисковых клапанов при частоте вращения вала до 300 об./мин. и с разборкой кольцевых и дисковых клапанов при частоте вращения вала более 300 об./мин. Проверка величины износа опорных элементов поршня компрессора без смазки замером зазора поршень-цилиндр и его регулировкой блокировки и автоматики. Чистота приемной сетки масла насоса, лубрикатора и его резервов, маслосборника, масляного фильтра-холодильника и картера при каждой замене масла. При работе на воздухе не реже чем через 500 ч работы. Очистка от масляных охлаждений воздухосборников, маслоотделений, промежуточных и концевых холодильников, нагнетательных трубопроводов. Обкатка.

Капитальный ремонт поршневых компрессоров предусматривает определение по реперам величины и характера осадки фундамента:

? проверку перпендикулярности осей вала горизонтальных и оппозитных компрессоров; параллельных осей рам, двухрядных горизонтальных компрессоров; положение рамы по уровню, выработки крейцкопфных направляющих;

? проверку коленчатого вала и противовеса на усталостные трещины методом магнитной, цветной или люминесцентной дефектоскопии с последующей проверкой ультразвуком; осмотр поверхности шеек вала и определение их выработки; проверку шеек вала на биение индикатором, проверку вала на определение остаточного прогиба; ревизию подшипников качения, скольжения, ревизию мягкого уплотнения;

? проверку чугунных цилиндров и съемных клапанных головок на трещины визуально с помощью лупы, а остальных одним из методов дефектоскопии;

? проверку состояния ответственных шпилек цилиндра и резьбы в теле цилиндра под шпильки, масловоды, проверку привалки цилиндров горизонтальных компрессоров;

? гидравлическое испытание газовых и водяных полостей через один капитальный ремонт и при расточке;

? проверку прилегания башмачков к корпусу крейцкопфа и его направляющей, опорных поверхностей деталей узла крепления штока к крейцкопфу;

? гидравлическое испытание поршней на прочность и плотность; ревизию маслосистемы с промывкой маслопроводов растворителем;

? очистку раствором несмываемых отложений и накипи охлаждающих поверхностей цилиндров и их крышек.

В техническое обслуживание компрессора входит: проверка технического состояния кольцевых и дисковых клапанов без разборки при частоте вращения коленчатого вала более 300 об./мин., внешний осмотр фундамента и электродвигателя, проверка затяжки фундаментных болтов, шпилек, цилиндров и их крышек.

На воздушных компрессорах: удаление нагара из клапанных коробок не реже чем через 1000 ч работы, чистка лубрикатора и маслонасоса не реже одного раза в 1,5 месяца; чистка и смазка висциновых фильтров после 1000-1100ч работы; но не реже одного раза в два месяца. [9]

АО-1200 То = 720 Кр=25920

Бесперебойная, безаварийная и безопасная работа компрессоров обеспечивается проведением ПТТР с определенной последовательностью и объемом.

Своевременное проведение этих мероприятий обеспечивает высокую эксплуатационную надежность компрессоров.

Периодичность в часах и последовательность проведения ППР определяется из следующей структуры ремонтного цикла. [9]

Техническое обслуживание осуществляется эксплуатационным (аппаратчики, машинисты) и обслуживающим дежурным персоналом (дежурные слесари, электрики, слесари КИП) под руководством начальников смен в соответствии с инструкциями по рабочим местам и регламентами.

В зависимости от характера и объема проводимых работ предусматривается ежесменное техническое обслуживание и периодическое обслуживание.

Ежесменное техническое обслуживание является основным и решающим профилактическим мероприятием, обеспечивающим надежную работу оборудования между ремонтами.

В ежесменное техническое обслуживание входит основная работа: обтирка, чистка, наружный осмотр, смазка, подтяжка сальников, проверка состояния масляных и охлаждающих систем подшипников, наблюдение за состоянием крепежных деталей, соединений и их подтяжка, проверка исправности заземления, устранение мелких дефектов, частичная регулировка, выявление общего состояния тепловой изоляции и противокоррозионной защиты, проверка состояния ограждающих устройств с целью обеспечения безопасных условий труда.

Ежесменное техническое обслуживание производится, как правило, без остановки технологического процесса.

Выявленные дефекты и неисправности должны устраняться в возможно короткие сроки силами технического и дежурного ремонтного персонала смены и фиксироваться в сменном журнале.

Сменный журнал по учету выявленных дефектов (журнал дефектов) и работ ежесменного технического состояния и работоспособность действующего оборудования и служит для контроля работы ремонтного персонала. Сменный журнал ведется начальником смены. Он обязан при приеме смены: ознакомиться с записями предыдущей смены; ознакомиться с состоянием оборудования, при обнаружении дефектов и неисправностей, не отраженных в журнале, сделать об этом соответствующую запись. В сменном журнале фиксируются: результаты осмотров закрепленного оборудования; все дефекты, неполадки и неисправности, нарушающие нормальную работу оборудования либо безопасность условий труда; меры, принятые для устранения дефектов и неисправностей, нарушения правил; отметки об устранении дефектов и неисправностей с подписью лица, устранявшего дефект.

Периодическое техническое обслуживание - это техническое обслуживание, выполнение с учетом установленных эксплуатационной документации значений наработки или через установленные интервалы времени. Планирование периодического технического обслуживания осуществляется при помощи годового графика.

Техническое обслуживание проводится в соответствии с требованием технологических регламентов с целью проведения технологической чистки от осадков в емкостях, аппаратах, агрегатах машин, магистральных трубопроводах и другом оборудовании, которое не обеспечено резервом и без которого технологическая система работать не может.

Основным назначением периодического технического обслуживания является устранение дефектов, которые не могут быть обнаружены или устранены в период работы оборудования. При техническом обслуживании определяется техническое состояние наиболее ответственных узлов и деталей оборудования, а также уточняется объем предстоящего ремонта.

Для проведения периодического технического обслуживания привлекается ремонтный персонал цеха. Подготовка оборудования для проведения периодического технического обслуживания проводится сменным персоналом под руководством начальников смен, несущих персональную ответственность.

Принятые меры по технике безопасности, а также сдача оборудования в периодическое техническое обслуживание и приемка после выполнения.

То должны фиксироваться в журнале.



Раздел 4. Обеспечение жизнедеятельности

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

На участке холодильной станции опасными факторами являются:

1. Движущие и вращающие части машин и оборудования.

2. Электрический ток.

3. Запыленность.

4. Пожароопасность производства.

Для того чтобы исключить влияние на работающего опасных факторов, необходимо соблюдать правила техники безопасности и пожарообезопасности, а также технологические режимы процесса.

4.2 Техника безопасности при проведении технологического процесса и эксплуатации оборудования

В целях предупреждения производственного травматизма все вращающиеся части холодильных машин должны находиться под кожухами.

Высоко расположенные части компрессора необходимо обслуживать со специальных площадок.

Доставку масла и другие материалы производить в закрытых сосудах. Отработанное масло к повторному использованию не допускать.

Компрессор необходимо остановить если:

1. Слышен шум или подозрительный стук.

2. Нагрев цилиндров выше нормы.

3. Давление масла ниже нормы.

4. Давление в компрессоре, трубопроводе и аппаратах выше нормы.

5. Отсутствует освещение.

6. При пожаре.

Для предотвращения ожогов, трубопроводы с температурой выше 50°С покрыты изоляционным материалом. На задвижках обозначено стрел¬ками вращение маховика, а также предусмотрены надписи «открыто» и «закрыто». На дверцах электрошкафов должна быть предупреждающая надпись: "Под напряжением - опасно для жизни".

Все холодильные машины должны быть заземлены. К обслуживанию холодильных машин допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие курсы обучения, инструктаж по технике безопасности, проверку знаний, получившие квалификационный разряд и допущенные к работе распоряжением по цеху.

4.3 Техника безопасности при проведении ремонтных работ

1. Вскрывать воздушные компрессоры, аппараты и трубопроводы разрешается после падения давления воздуха до давления равного атмосферному.

2. Для осмотра внутренней части машин и аппаратов, разрешается пользоваться переносными лампами напряжением не выше 36В.

3. Перед сваркой воздушных аппаратов и трубопроводов необходимо удалить из них остатки воды и её паров.

4. Разборка и ремонт электрооборудования производиться после отключения напряжения.

5. При проведении ремонтных работ, пользоваться только исправным инструментом.

По степени опасности поражения электрическим током, помещение относиться к III группе электробезопасности - без повышенной опасности.



Выводы

Химическая промышленность - одна из ведущих отраслей тяжелой индустрии - является научно-технической и материальной базой химизации народного хозяйства и играет исключительно важную роль в развитии производительных сил, укреплению обороноспособности государства и в обеспечении жизненных потребностей общества. Она объединяет целый комплекс отраслей производства, в которых преобладают химические методы переработки предметов овеществленного труда (сырья, материалов).

Химизация народного хозяйства - один из решающих рычагов повышения эффективности производства и качества работы во всех сферах деятельности человека.

В рамках курсового проекта было усовершенствовано охлаждение поршневого оппозитного двухрядного воздушного компрессора. Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд взаимосвязанных задач.

Во-первых, было необходимо изучить теоретические основы процессов протекающих в поршневых компрессорах. Были рассмотрены конструкции данных объектов, особенности режимов работы в данных объектах. Рассмотренные варианты конструкции аппаратов позволили сделать вывод об их взаимосвязи и позволили сделать усовершенствование на основе характеристик аппаратов.

Во-вторых, в патентном обзоре были рассмотрены варианты улучшения охлаждения, а именно какие возможно использовать индустриальные масла в работе поршневого компрессора. Приведена сравнительная характеристика пяти вариантов индустриальных масел, которые наиболее часто используются для поршневых компрессоров. Можно сделать вывод, что данная область имеет тенденцию к развитию.



Список использованной литературы

1. Энергоатомиздат 1989 г.

2. Поршневые компрессоры: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки» / Б.С. Фотин, И.Б. Пирумов, И.К. Прилуцкий, П.И. Пластинин; Под общ. ред. Б.С. Фотина - JL: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1987.-372 с.

3. Сакун И.А. «Тепловые и конструктивные расчёты холодильных машин» Ленинград, машиностроение 1987 г.

4. Френкель М.И. Поршневые компрессоры. - Л.: Машиностроение. 1969. 740 с.

5. Рудометкин Ф.И., Недельский Г.В. «Монтаж эксплуатация и ремонт холодильных установок» Москва, Пищевая промышленность 1975 г.

6. Данилова Г.Н., Богданов С.Н., Иванов О.П. «Теплообменные аппараты холодильных установок» Ленинград, машиностроение 1973 г.

7. Справочник под редакцией Быкова А.В., Москва, лёгкая и пищевая промышленность 1984 г.

8. Методическое указание по дипломному проектированию для студентов специальности 240801.65 «Машины и аппараты химических производств». РПК «Политехник», Волгоград 2009 г.

9. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию компрессорного агрегата АО-1200.

10. Ю.Шерстюк А.Н. «Компрессоры» Государственное энергетическое издательство, Москва, 1959 г.

11. П.Антонов Н.М., Прилуцкий И.К., Фотин Б.С. Математическая модель рабочих процессов поршневого компрессора с учетом реальности сжимаемого газа//Межвуз. сб. науч. тр. Л.: ЛТИХП. 1984. С. 18-23.

12. Давыдов B.C., Медведев С.М., Фотин Б.С. Влияние режимов работы и конструктивных факторов поршневого уплотнения ступени высокого давления компрессора без смазки цилиндров на рабочие процессы в уплотнении//Энергомашиностроение.-1976. № 9. С. 30-32.

13. Давыдов B.C., Просторов И.С., Фотин Б.С. Исследование рабочего процесса компрессора высокого давления с неметаллическими поршневыми уплотнениями без смазки//Тр. ЛПИ.-1969. №310. С. 200- 203. Захаренко С.Е., Анисимов С.А., Дмитриевский В.А. Поршневые компрессоры. - М.; Л.: Машгиз. 1961. 452 с.

14. Кондратьева Т.Ф., Петрова Ф.П., Платонов А.Г. Колебания и вибрации в поршневых компрессорах. - Л.: Машиностроение. 1972. 224 с.

15. Кондратьева Т.Ф., Исаков В.П. Клапаны поршневых компрессоров. - Л.: Машиностроение. 1983. 157 с.

16. Касаткин А.Г.. Основные процессы и аппараты химической технологии. Из-во «Химия», М., 1971 г. 784 с.

17. Крючков А. Д. Автоматизация поршневых компрессоров. - Л.: Машиностроение. 1972. 232 с.

18. МарышевР.А. Исследование рабочих процессов высокооборотных поршневых компрессоров на режимах регулирования путем подключения дополнительного мертвого пространства: Автореф. дис. канд.техн.наук. - Л.: ЛПИ. 1973. 20 с.

Размещено на Allbest.ru

...